Дәрістер Жарықтың корпускулдық теориясы
жүктеу/скачать 2,3 Mb.
|
Лекция 29-30 Оптика
- Бұл бет үшін навигация:
- Тепе-теңдік жылулық сәуле шығарудың спектрлік тығыздығы.
| Кирхгоф заңы. 1859ж. неміс физигі Г. Кирхгофтың ашқан заңына сәйкес тепе-теңдік күйде сәуле шығарғыштық қабілеттіліктің сәуле жұтқыштық қабілеттілікке қатынасы дене табиғатына тәуелді емес:
. (2) Мұнда - барлық денелер үшін бірдей жарық жиілігі мен дене температурасының әмбебап функциясы, қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетілігі деп аталады. Осы атаудың мағынасы қара дене анықтамасынан түсінікті, осы анықтамаға сәйкес осындай дене үшін , демек, . Алғашында Кирхгоф осы заңды термодинамика түсініктерін пайдаланып теориялық қорытып шығарды. Кейіннен осы заң тәжірибеде расталды. Кирхгоф заңын растайтын теориялық ой-пікірлерді қарастырайық. Тепе-теңдік жылулық сәулемен толтырылған қуыс ішінде қандай да бір дене бар деп ұйғарайық. Сірә, жылулық тепе-теңдік күйдегі дененің жұтатын сәуле қуаты оның шығаратын қуатына тең: , (3) өйткені бұлай болмаған жағдайда дене қыздырыла немесе салқындай басталар еді, ал бұл тепе-теңдіктің бұзылуына әкелер еді. Дененің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттіліктерінің анықтамаларын пайдаланып, мынаны жазамыз: , (4) , (5) мұндағы - сәуле шығарғыштық қабілеттілік, - сәуле жұтқыштық қабілеттілік, - дене бетінің элементіне түсетін -ден -ге дейінгі спектрлік аралығындағы жиілігі бар сәуле қуаты. (3)-(5) өрнектерінен мына өрнек шығады. . (6) Енді біздің сыншы денені мөлшері мен пішіні дәл осындай басқа денемен алмастырайық. Жылулық сәуле шығару сипаттамалары өзгеріссіз қалатындықтан (3) – (6) формулалары, және коэффициенттерінің енді басқа мәндері болғандығына қарамастан, күшінде қалады. Сонымен (6) формуладағы және -дан басқа барлық шамалар инвариант. Бірақ сонда қатысы да инварант болуы тиіс, бұл Кирхгоф заңының мазмұнын анықтайды. Тепе-теңдік жылулық сәуле шығарудың спектрлік тығыздығы. Тепе-теңдік жылулық сәуле спектрлік тығыздықпен сипатталады; ол кеңістіктің бірлік көлеміне және жиілік маңындағы ені жиіліктердің шексіз кіші аралығына келетін температурада шығарылатын теп-теңдік сәуле энергиясы ретінде қарастырылады. көлемдегі және жиіліктердің -ден -ге дейінгі жиіліктер аралығындағы жылулық сәуле шығару энергиясы мынаған тең . (7) шамасы Дж-мен өлшенеді. (7) формуланы функциясының анықтамасы ретінде қарастыруға болады. функция қара дене шығаратын сәуленің спектрлік тығыздығы деп атайды, өйткені осы функция қара дененің сәуле шығарғыштық қабілеттілігі мағынасына ие Кирхгофтың әмбебап функциямен бірмәнді байланысқан. Люммер мен Прингсгейм тепе-теңдік жылулық сәуле шығарудың спектрлік тығыздығын эксперименттік зерттеді. Осы зерттеулердің нәтижелері 1–суретте көрсетілген. Тепе-теңдік жылулық сәуле шығарудың спектрлік тығыздығын теориялық есептеуге көшейік. жүктеу/скачать 2,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|